發(fā)布時(shí)間：2024-05-20 06:00

　　發(fā)酵法生物制氫技術(shù)利用有機(jī)廢水發(fā)酵產(chǎn)生氫氣,不單消耗了有機(jī)廢物而且產(chǎn)生了可被利用的氫氣。一直以來(lái),研究人員采用了多種方式提高產(chǎn)氫效率,如優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作條件、定向馴化發(fā)酵產(chǎn)氫微生物種群、分離高效產(chǎn)氫細(xì)菌、投加產(chǎn)氫促進(jìn)劑等。氫化酶作為產(chǎn)氫代謝的關(guān)鍵功能酶,與產(chǎn)氫細(xì)菌的代謝末端釋氫過(guò)程有著重要的聯(lián)系,而成為產(chǎn)氫研究的熱點(diǎn);通過(guò)調(diào)節(jié)氫化酶的表達(dá)和酶活性,可以促進(jìn)產(chǎn)氫細(xì)菌釋放氫氣。以產(chǎn)氫代謝功能酶為研究主體,分析厭氧發(fā)酵群落結(jié)構(gòu),揭示產(chǎn)氫細(xì)菌受環(huán)境因子擾動(dòng)的分子機(jī)制,對(duì)提高發(fā)酵產(chǎn)氫系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力,深入了解乙醇型產(chǎn)氫細(xì)菌的特殊代謝類(lèi)型,有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。 本研究利用16S rRNA基因和氫化酶基因克隆文庫(kù)技術(shù)比較了不同前處理方式獲得的發(fā)酵產(chǎn)氫群落中功能菌群分布的差異。經(jīng)加熱處理的活性污泥呈現(xiàn)丁酸型發(fā)酵,主要優(yōu)勢(shì)菌為梭桿菌屬,多個(gè)菌種同時(shí)存在;未前處理的污泥形成乙醇型發(fā)酵,哈爾濱產(chǎn)乙醇桿菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。不同氫化酶兼并引物設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的保守區(qū)域或兼顧的細(xì)菌,及目標(biāo)片段長(zhǎng)度的不同,會(huì)導(dǎo)致其擴(kuò)增相同發(fā)酵樣品結(jié)果有明顯差異;設(shè)計(jì)擴(kuò)增效率和準(zhǔn)確性更高的兼并引物,或同時(shí)使用多組引物進(jìn)行擴(kuò)增,可以保...

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1三種發(fā)酵類(lèi)型的實(shí)現(xiàn)生態(tài)位圖

丙酸型發(fā)酵（Propionate-typefermentation）富含氮的母膏、明膠、肉膏脂類(lèi)等）較多的污水，經(jīng)厭氧生物酸性發(fā)生丙酸型發(fā)酵，難降解碳水化合物，如纖維素類(lèi)，在厭氧發(fā)酸型發(fā)酵。產(chǎn)丙酸途徑比產(chǎn)丁酸途徑更利于NADH+H+的氧。與其他發(fā)酵類(lèi)型相比，丙酸型發(fā)酵的特點(diǎn)....

圖1-3發(fā)酵細(xì)菌代謝途徑中丙酮酸的出路Fig.1-3Pyruvateroadofmetabolicpathwayoffermentativebacteria

第三種產(chǎn)氫途徑的產(chǎn)氫能力取決于NADH+H+的剩余量和轉(zhuǎn)化率。Tanisho根據(jù)這一途徑提出產(chǎn)氫假設(shè)：在兼性厭氧細(xì)菌進(jìn)行三羧酸循環(huán)（TCA）過(guò)程中，產(chǎn)生大量的NADH，正常情況這些NADH在有氧條件下將質(zhì)子傳遞給氧分子形成水，但是如果能夠篩選出缺失氧化NADH輔酶，....

圖1-4厭好氧微生物在水生系統(tǒng)中通過(guò)H2的能量和物質(zhì)代謝Fig.1-4Anaerobicandaerobicbacterialmetabolisminanaquaticstratifiedsystem

生物的糖酵解經(jīng)過(guò)丙酮酸脫氫主要有EMP（Embden-Meyerhtner-Doudoroff）、HMR（hexosemonophosphate）和PK（phosp。丙酮酸經(jīng)發(fā)酵后可以轉(zhuǎn)化為乙醇、丁醇、乙酸、丙酸、子的醇和酸（圖1-3）。丙酮酸是物質(zhì)代謝中的重要中間產(chǎn)去路....

圖1-5鎳鐵氫酶和鐵氫酶活性中心示意圖

化酶是微生物中能量代謝的關(guān)鍵酶之一，通常是根據(jù)鐵硫蛋白活兩個(gè)金屬原子的不同進(jìn)行分類(lèi)：含有一個(gè)Ni原子和一個(gè)Fe原子氫酶（[NiFe]-hydrogenases）[154-155]；含有兩個(gè)Fe原子的被稱(chēng)為e]-hydrogenases）[156]，如圖1-5所示。....

本文編號(hào)：3979056